無機(jī)尾氣處置器

　　現(xiàn)階段常見的處置方式有稀釋法、熔融法、粘附法、微生物法、熱水解法、磁法等，正在KF的有電生物化學(xué)法、分子生物法、氫銨劑法、電子零件床加熱法等。

欲選擇合適的一類處置方式(或幾種方式組合)，比較后得到處置方案，要綜合考慮下列因素：

　　下列簡要介紹現(xiàn)階段常見的VOC處置方式和處置器：

(1)稀釋法。稀釋法是借助某一VOC易溶于特殊的混合物(或添加生物化學(xué)藥劑的溶液)的特性展開處置的一類方式。、見的混合物是水。為了增大VOC與混合物的稀釋率和接觸面積，這個(gè)過程通常都在裝有石蠟的稀釋塔中完成。

(2)熔融法。對(duì)低含量VOC，能使其透過熔融器，液態(tài)的VOC減少到沸點(diǎn)下列，凝固成膠體，再靠重力作用落到凝固區(qū)下部的貯罐中，從貯罐中抽出液態(tài)VOC，就能拆解再借助。此種方式對(duì)低含量、須拆解VOC具備良好的效益。

(3)粘附法。粘附法是借助這類具備從固相混合物中有若所粘附這類組分能力的科紫麻固體(粘附劑)來去除VOC的一類方式?，F(xiàn)階段用以處置VOC的粘附劑有助劑和霧化纖維，所制的器為管路切換式兩床(或多床)粘附器。此種方式對(duì)各種含量、須拆解的混合物類VOC具備顯著的效益。

(4)微生物法。微生物法是借助微微生物分解VOC的一類方式。所制的器為微生物冷卻系統(tǒng)，第十四條要占用較大的空間。微生物法通常見于處置低含量VOC。

(5)磁法。其基本原理是：透過陡前沿、窄脈寬(RS級(jí))的高壓脈沖Pouanc放電，在冷藏標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下獲得非平衡磁，即產(chǎn)生大量的高能電子零件和O·、OH·等活性粒子，對(duì)VOCs分子展開水解、水解生物化學(xué)反應(yīng)，使VOCs比較后轉(zhuǎn)化為無害物。

　　3水解法處置VOC

對(duì)有毒、有害、不須拆解的VOC，熱水解法是一類較*的處

　　aCHO +bQ——cCO2+dH2O

此種水解生物化學(xué)反應(yīng)很像生物化學(xué)上的熔化過程，只不過由于VOC的含量太低，所以生物化學(xué)反應(yīng)中不會(huì)產(chǎn)生可見的火焰。

　　水解法通常透過下列三種方式使水解生物化學(xué)反應(yīng)能夠順利展開：一是加熱，使含VOC的尾氣達(dá)到水解生物化學(xué)反應(yīng)所需的環(huán)境溫度；二是使用催化劑，水解生物化學(xué)反應(yīng)在較高的環(huán)境溫度下在催化劑表面展開。

　　因此水解法可分成下列三種：

(1)催化劑水解法?，F(xiàn)階段所制的催化劑主要就分成白銀催化劑和非白銀催化劑，白銀催化劑主要就是鉑和鈀，以極細(xì)顆粒的形式分布在催化劑媒介上，媒介通常為金屬或陶瓷的蜂窩和袋裝石蠟。典型的非白銀催化劑是過渡元素金屬水解物(如二水解錳)與黏合劑混合后制成各種形狀的催化劑。為了防止催化劑食物中毒后丟掉催化劑活性，要在處置前去除能使催化劑食物中毒的化學(xué)物質(zhì)(如Pb、Zn、As、P、Hg等)。如果舍VOC尾氣中的催化劑毒物和遮蓋催化劑的化學(xué)物質(zhì)得不到去除，則不能使用催化劑水解法。

　　(2)熱水解法。熱水解法可分成四種：熱力熔化式、間板結(jié)構(gòu)和熱交換器式。它們的主要就區(qū)別在于熱量拆解方式的不同。四種方式都能和催化劑法結(jié)合起來以減少生物化學(xué)反應(yīng)環(huán)境溫度。

a．熱力熔化式熱水解器。熱力熔化式熱水解器通常指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區(qū)和熔化室組成。助燃劑(天然氣、石油等)作為輔助燃料，熔化產(chǎn)生的熱在混合區(qū)對(duì)VOC尾氣展開預(yù)熱，熔化室為預(yù)熱后的尾氣提供足夠大的空間和足夠長的時(shí)間以完成比較后的水解生物化學(xué)反應(yīng)。

在供氧充足的前提條件下，水解生物化學(xué)反應(yīng)的程度(影響比較后的VOC去處率)取決于“三T條件”：生物化學(xué)反應(yīng)環(huán)境溫度(Temperature)、駐留時(shí)間(Time)、湍流混合情況(Tu

b．間板結(jié)構(gòu)熱水解器。間板結(jié)構(gòu)熱水解是指在熱水解器中加入間板結(jié)構(gòu)熱交換器，熱交換器把從熔化室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給水解器JK處的低溫氣體，預(yù)熱后發(fā)生水解生物化學(xué)反應(yīng)。由于現(xiàn)階段的間板結(jié)構(gòu)熱交換器可獲得85％的熱拆解率，所以極大地減少了輔助燃料的消耗。間板結(jié)構(gòu)熱交換器通常設(shè)計(jì)成管式、殼式或板式。由于通常的熱水解環(huán)境溫度要保持在800oC-1000oC，所以間板結(jié)構(gòu)熱交換器要由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就使得間板結(jié)構(gòu)熱交換器的造價(jià)很高，這是問板結(jié)構(gòu)熱水解器的一個(gè)缺點(diǎn)。同時(shí)材料的熱應(yīng)力也不易消除，這是間板結(jié)構(gòu)熱水解器的另一個(gè)缺點(diǎn)。

c．熱交換器式熱水解器。熱交換器式熱水解器(RegenerativeThermal Oxidizer，下列簡稱RTO焚燒爐)，是在熱水解器中加入熱交換器式熱交換器，預(yù)熱VOC尾氣，再展開水解生物化學(xué)反應(yīng)。隨著熱交換器材料的發(fā)展，現(xiàn)階段熱交換器式熱交換器的熱拆解率已能達(dá)到95％ 以上，而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料，且當(dāng)VOC的含量達(dá)到一定值以上時(shí)，還可從RTO焚燒爐輸出熱量)。同時(shí)，由于現(xiàn)階段的熱交換器材料都選用陶瓷石蠟，所以可處置腐蝕性或含有顆粒物的VOC尾氣。

　　4分子生物技術(shù)

無機(jī)氣體分子生物是一類高效的新型分離技術(shù)，其流程簡單、拆解率高、能耗低、無二次污染，是一類非常有前途的技術(shù)。

　　分子生物技術(shù)的基礎(chǔ)就是使用對(duì)無機(jī)物具備滲透選擇性的聚合物復(fù)合膜。該膜對(duì)無機(jī)蒸氣較空氣更

易于滲透10～100倍。當(dāng)尾氣與膜材料表面接觸時(shí)，無機(jī)物能透過膜，從尾氣中分離出來。為保證過程的展開，在膜的進(jìn)料捌使用壓縮機(jī)或滲透側(cè)使用真空泵，使膜的兩側(cè)形成壓力差，達(dá)到膜滲透所需的推動(dòng)力。

分離膜是由涂層和支撐層組成的復(fù)合膜，涂層提供分離性能，而多孔支撐層提供機(jī)械強(qiáng)度。

涂層材料通常為具備高度選擇性的聚二甲基硅烷，該層決定膜的分離性能，而支撐層也對(duì)膜的性能有重要影響。常見的支撐層材料為聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺、聚偏氟乙烯?，F(xiàn)階段提供VOcs分離膜的廠家—— MTR 和Nitto提供卷式膜，GKSS提供板式膜。卷式膜更緊湊和更經(jīng)濟(jì)，可大大地減少電子設(shè)備費(fèi)用；而板式膜能提供很好的流動(dòng)分布和減少滲透側(cè)壓力降，MTR的研究KF取得了突破，能生產(chǎn)大

　　4．1 分子生物系統(tǒng)

的分子生物過程為單級(jí)分子生物系統(tǒng)，直接壓縮尾氣并使其透過膜表面，來實(shí)現(xiàn)VOCs的分離；但因?yàn)榉蛛x程度很低，故單級(jí)很難達(dá)到分離要求。

　　KF了一類新型的集成分子生物系統(tǒng)。該技術(shù)結(jié)合壓縮熔融和膜單元三種技術(shù)的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)分離。

可先，用壓縮機(jī)先將無機(jī)尾氣提高到一定壓力。壓縮的無機(jī)尾氣進(jìn)人熔融器被冷卻，部分VOCs冷

凝下來，直接進(jìn)到儲(chǔ)罐，以展開循環(huán)和再用。離開熔融器的非凝氣體仍具備一定的壓力，用做膜滲透的驅(qū)動(dòng)力，使分子生物不再需要附加的動(dòng)力；該非凝壓縮氣中，仍含有相當(dāng)數(shù)量的無機(jī)物。當(dāng)壓縮氣透過無機(jī)選擇性膜的表面時(shí)，膜將氣體分成兩股物流：脫除了VOCs的未滲透側(cè)的大部分凈化氣直接排放；滲透物流為富集無機(jī)物的蒸汽，該滲透物流循環(huán)到壓縮機(jī)的JK。由于VOCs的循環(huán)，回路中VOCs的含量迅速上升，直到進(jìn)人熔融器的壓縮氣達(dá)到VOCs凝固含量，這樣系統(tǒng)就達(dá)到穩(wěn)態(tài)。系統(tǒng)通常能從進(jìn)料氣中移出vOcs達(dá)到99% 以上，使排放氣中的VOCs達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

該循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是未滲透物流的含量D立于進(jìn)料氣的含量，該含量由熔融器的壓力和環(huán)境溫度決

　　定。

　　4．2 分子生物系統(tǒng)設(shè)計(jì)和操作參數(shù)

分子生物系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要就考慮膜材料和操作條件兩方面因素，主要就設(shè)計(jì)參數(shù)有膜的選擇性、壓力比、凈化率。主要就操作參數(shù)有：①無機(jī)尾氣進(jìn)料含量；②進(jìn)料側(cè)和滲透側(cè)的壓力；③環(huán)境溫度和爆炸極限；④操作方式(間歇或連續(xù))；⑤凈化率。

　　4．2．1 膜的選擇性

膜的選擇性為待分離兩組分的滲透性之比，它為兩組分的擴(kuò)散系數(shù)之比(稱為移動(dòng)選擇性)與吸著

　　系數(shù)之比(稱為吸著選擇性)的乘積。移動(dòng)選擇性反映分子在膜材料中的不同平均速度，分子尺寸增大，則速度減少了吸著選擇性反映溶解在膜中的分子數(shù)。它正比于三種氣體的相對(duì)凝固性。

吸著系數(shù)隨滲透物凝固性增加而增加，即隨著分子直徑的增大而增加，這樣易凝固的大分子，其吸著系數(shù)大，碳?xì)浠衔镙^非凝性氣體的吸著系數(shù)更大。

橡膠態(tài)聚合物吸著選擇性占主導(dǎo)，滲透性隨滲透物尺寸增大而增加。硅橡膠對(duì)芳烴、酮和鹵化碳?xì)浠衔锏臐B透選擇性均較高，通常為30—60。

　　4．2．2 壓力比

　　因?yàn)閴毫κ欠肿由锏膭?dòng)力，故另一個(gè)非常重要的參數(shù)是壓力比(定義為總的進(jìn)料壓力／總的滲透側(cè)

壓力)。壓力比與選擇性共同確定透過膜所得到的富集混合物的情況。

　　對(duì)實(shí)際情況，可達(dá)到的壓力比有一定的限制，壓縮進(jìn)料到非常高的壓力，或在滲透側(cè)有一個(gè)非常高的真空，需要大量的能量和昂貴的泵。故通常的壓力比為10—30。

透過調(diào)整膜面積、熔融器的環(huán)境溫度及透過膜的壓力比，MTR的循環(huán)分子生物設(shè)計(jì)能很容易控制比較后排放氣中無機(jī)物含量。

　　排放氣中無機(jī)物含量隨膜面積增大而迅速減少?；螂S著膜面積減少而迅速增大；當(dāng)面積減少到一

　　定程度．則不產(chǎn)生分離，排放氣含量等于進(jìn)料氣的含量。

熔融器的環(huán)境溫度減少，濃縮所需要的露點(diǎn)環(huán)境溫度也減少，更多的VOCs在熔融器中拎凝，能顯著地減少進(jìn)入膜單元的無機(jī)物含量。然而實(shí)際上，由于氣體中的水蒸氣會(huì)產(chǎn)生結(jié)冰問題，低于O C的拎凝溫

　　度很少使用。

壓力比對(duì)排放氣含量的影響也與膜面積相似，增大壓力比．排放氣含量顯著減少，但壓力比不能小于某個(gè)值，否則不會(huì)產(chǎn)生分離。

　　4.3分子生物技術(shù)的使甩范圍

現(xiàn)在廣大區(qū)域上已有近60TA-O分子生物VO 的器。在美G大部分器用來拆解VOCs、HCFCs、氯乙烯等高價(jià)值產(chǎn)品；在歐洲和RB主要就從石油運(yùn)輸操作中拆解碳?xì)浠衔?。

膜技術(shù)幾乎能用來拆解各種高沸點(diǎn)的揮發(fā)無機(jī)物，如三苯、丁烷以上的烷烴、氯化無機(jī)物、氟氯碳?xì)浠疶A-I物、酮、酯等 它可用于各種行業(yè)．如PVC加工中拆解VCM，聚烯烴器中拆解乙烯、丙烯單體制冷電子設(shè)備、氣霧刺及泡辣生產(chǎn)中產(chǎn)生的CFCs和HCFCs的拆解，印刷中產(chǎn)生的甲苯等的拆解。

工業(yè)無機(jī)尾氣的治理在環(huán)保治理工程領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間不長，現(xiàn)階段各種治理技術(shù)、工藝仍然不夠成熟，或多或少地存在一些缺陷，如運(yùn)行不穩(wěn)定、能耗高、管理維護(hù)工作量大等。隨著環(huán)保技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)無機(jī)尾氣治理的新技術(shù)新成果將不斷出現(xiàn)，近NA來出現(xiàn)了Pouanc法、臭氧分解法、磁法等。今后，工業(yè)無機(jī)尾氣治理技術(shù)將朝著電子設(shè)備制造成本低、能耗低、管理維護(hù)簡單等方向發(fā)展。

　　尾氣處置電子設(shè)備

噴漆尾氣污染主要就表現(xiàn)為噴涂過程中產(chǎn)生的噴霧顆粒以及無機(jī)尾氣，就現(xiàn)階段來講，很多企業(yè)對(duì)無機(jī)尾氣的認(rèn)識(shí)明顯不足，即使想要處置，也被尾氣處置電子設(shè)備較高的技術(shù)成本所折倒，大多數(shù)企業(yè)為了節(jié)約噴漆無機(jī)尾氣處置成本，采用低效尾氣處置電子設(shè)備，甚至違法排放。

噴漆無機(jī)尾氣中含有大量的甲苯、苯、二甲苯等無機(jī)化合物，不僅會(huì)危害人體健康，還會(huì)嚴(yán)重影響大氣環(huán)境。因此，需要加強(qiáng)噴漆無機(jī)尾氣處置，減少噴漆過程無機(jī)尾氣的排放。

當(dāng)前較為單一的無機(jī)尾氣處置技術(shù)很難達(dá)到噴漆無機(jī)尾氣處置的標(biāo)準(zhǔn)，所以需要使用多種技術(shù)組合工藝展開無機(jī)尾氣處置。其中應(yīng)用比較多的組合工藝就是粘附濃縮和熱交換器熔化的組合。

　　粘附處置技術(shù)是尾氣處置技術(shù)的主要就方式，尾氣處置工藝中比較經(jīng)常使用的是助劑與FeO分子篩兩類。

助劑具備比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，適用于大部分VOCs的吸附凈化，但是當(dāng)尾氣濕度>60%時(shí)，其粘附效果會(huì)大大減少。相對(duì)助劑，F(xiàn)eO粘附劑的特性為:不可燃;耐溫1000℃，可用熱空氣高溫再生;有較強(qiáng)的疏水性。

FeO炮身粘附濃縮催化劑熔化電子設(shè)備以陶瓷纖維為基材，表面涂覆疏水性FeO做粘附劑，透過FeO炮身對(duì)噴漆無機(jī)尾氣展開粘附壓縮，提低含量，再將低含量的無機(jī)尾氣脫附后送入催化劑水解爐展開無焰熔化，分解成二水解碳和水，達(dá)到噴漆無機(jī)尾氣處置的目的。

FeO炮身粘附濃縮催化劑熔化電子設(shè)備采用粘附-脫附-濃縮焚化三項(xiàng)連續(xù)程序，特別適合于大風(fēng)量、低含量無機(jī)尾氣處置，過濾效果更好、無機(jī)尾氣處置能力更強(qiáng)，對(duì)當(dāng)前環(huán)保重點(diǎn)要求的笨、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等無機(jī)尾氣處置有顯著效果。